各類電池的特點(diǎn)和用于汽車的優(yōu)劣有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-22 10:20
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?。ㄒ唬?a href="http://www.pdszhhs.com/" style="box-sizing: border-box; background-color: transparent; color: rgb(51, 122, 183); text-decoration-line: none;" target="_blank">氫燃料電池
首先我們來(lái)看被“給力哥”諷刺為傻瓜電池的氫燃料電池。燃料電池并不是一個(gè)新東西，它的歷史可以追溯到1838年，德國(guó)化學(xué)家提出了燃料電池的理論。真正實(shí)現(xiàn)商用化則是1955年的事情，美國(guó)通用電氣的工程師造出來(lái)實(shí)用化的氫燃料電池，隨即就應(yīng)用了到美國(guó)太空探索的雙子星計(jì)劃（題外話，有興趣的可以搜索一下紀(jì)錄片《從地球到月球》，看看美國(guó)人的雙子星計(jì)劃，阿波羅計(jì)劃，再看看中國(guó)的神舟計(jì)劃，嫦娥計(jì)劃）。
1991年發(fā)展出來(lái)可以應(yīng)用于汽車的氫燃料電池，這就是今天氫燃料電池的來(lái)源。
相對(duì)于其他電池，氫燃料電池最大的優(yōu)勢(shì)是能量密度極高，實(shí)驗(yàn)室可以做到3千瓦時(shí)每公斤，比其他類型的電池都高很多。用于汽車可以以更小的體積和重量，提供更長(zhǎng)時(shí)間的續(xù)航。
但是，氫燃料電池也存在問(wèn)題：
一是價(jià)格，氫燃料電池的核心零件是質(zhì)子交換膜和鉑催化劑，都是非常昂貴的材料，用在不計(jì)成本的航天可以，用在汽車上昂貴的價(jià)格讓氫燃料電池普及困難，即使到2015年，豐田也只敢說(shuō)整車5萬(wàn)美元，30多萬(wàn)人民幣。而目前的價(jià)格是150萬(wàn)到200萬(wàn)人民幣，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃油車和鋰電池的電動(dòng)車；
二是燃料的來(lái)源和儲(chǔ)存，氫燃料電池需要?dú)錃?，氫氣本身并沒(méi)有產(chǎn)業(yè)鏈支撐，制造，運(yùn)輸，儲(chǔ)存，加注都極不方便，成本又很高，危險(xiǎn)還很大，相比燃油車和鋰電池車成熟度太低。
從用戶體驗(yàn)角度，氫燃料電池車還有很長(zhǎng)的路要走。給力哥諷刺氫燃料電池為“傻瓜電池”，也不是完全沒(méi)有道理。
?。ǘ╀\空氣電池
鋅空氣電池的歷史也很悠久，可以追溯到1878年。鋅空氣電池更加類似我們所實(shí)用的干電池，實(shí)際上在很多領(lǐng)域，鋅空氣電池也在替代干電池。
鋅空氣電池的能量密度較高，可以達(dá)到每公斤0.3千瓦時(shí)，比鋰電池高一，并且價(jià)錢便宜，鋅材料比鋰便宜的多。
但是鋅空氣電池也有兩個(gè)問(wèn)題：
首先功率密度低，使用鋅空氣電池的電動(dòng)車的雖然續(xù)航里程不遜色于鋰電池電動(dòng)車，但是加速、爬坡性能都很糟糕，實(shí)用性不佳；
其次產(chǎn)業(yè)鏈不匹配，鋅空氣電池和氫燃料電池類似，也需要更換材料，鋅空氣電池需要把氧化鋅更換為金屬鋅，這就需要從發(fā)電廠，到電解鋅工廠，鋅電池制造廠，到汽車換電池站等一系列的產(chǎn)業(yè)鏈配套。這些都要從頭開(kāi)始，同樣遠(yuǎn)不如鋰電池成熟，要實(shí)用化也需要走很長(zhǎng)的路。
?。ㄈ╋w輪電池
飛輪電池是最近幾十年才發(fā)展出來(lái)的新型電池，它不是傳統(tǒng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的化學(xué)電池，而是內(nèi)部有一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的飛輪，靠飛輪動(dòng)能儲(chǔ)存能量的電池。
飛輪電池沒(méi)有化學(xué)物質(zhì)，不存在爆炸燃燒之類的安全性問(wèn)題，也不怕溫度變化，環(huán)境惡劣，循環(huán)壽命非常長(zhǎng)。更可貴的是飛輪電池有極高的功率密度，達(dá)到5－10KW/kg，遠(yuǎn)高于其他類型的電池，盡管能量密度和鋰電池差不多，但是高功率密度可以帶來(lái)極好的汽車加速性能，在能量回收的時(shí)候，也就可以承受更大的功率。
在保時(shí)捷918的概念車上，副駕駛位置就是一個(gè)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)飛輪電池唯一的缺點(diǎn)就是貴，技術(shù)上，性能指標(biāo)上，安全性上，飛輪電池都很適合汽車使用，但是高昂的價(jià)格注定它只可能出現(xiàn)在豪華車或者超跑上，而不能進(jìn)入大眾用汽車。
?。ㄋ模╀囯姵?/div>
鋰電池的歷史可以追溯到70年代，是目前應(yīng)用最廣泛的電池。
汽車用的動(dòng)力鋰電池，其實(shí)也分好幾類，特斯拉最新用的松下電池已經(jīng)是三元鋰電池了，三元鋰電池的能量密度、功率密度、安全性比較均衡，是中庸之選。
特斯拉的優(yōu)勢(shì)是，用軟件的辦法，解決了充放電過(guò)程中的安全性問(wèn)題。使得本來(lái)不偏重安全的三元鋰電池可以應(yīng)用于汽車。
但是特斯拉的電源管理技術(shù)解決不了穿刺問(wèn)題，只能靠加強(qiáng)電池包的保護(hù)來(lái)解決，遇到極端碰撞，強(qiáng)大的沖擊力擊破電池包的保護(hù)，特斯拉依然會(huì)起火爆炸，只是高強(qiáng)度的保護(hù)給了車主逃生的時(shí)間。
磷酸鐵鋰（也就是比亞迪所謂的鐵電池）是應(yīng)用比較廣泛的電池，它的優(yōu)勢(shì)是安全性相對(duì)比較好，盡管也有事故，但是相對(duì)其他鋰電池已經(jīng)是最好的了。它的功率密度比較好，可以大倍率放電，有不錯(cuò)的加速性能。在循環(huán)壽命方面磷酸鐵鋰也有優(yōu)勢(shì)，長(zhǎng)期使用成本相對(duì)較低。
磷酸鐵鋰的缺點(diǎn)是能量密度相對(duì)較低，同樣重量續(xù)航里程沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。此外，低溫性能比較差，冷天電量會(huì)損失很多。
綜合看，磷酸鐵鋰還是被一致看好的動(dòng)力電池。
錳酸鋰電池，日本企業(yè)用的很多，優(yōu)點(diǎn)是低溫性能比較好，低溫電量損失沒(méi)有磷酸鐵鋰那么嚴(yán)重，價(jià)格也便宜，安全性不如磷酸鐵鋰，但是還不錯(cuò)。但是材料本身不太穩(wěn)定，容易產(chǎn)生氣體。
車云小結(jié)：
從目前的技術(shù)看，氫燃料電池、鋅空氣電池都需要新建一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)支撐，這需要很長(zhǎng)的時(shí)間和大量的投資，而且兩者都有弱點(diǎn)，競(jìng)爭(zhēng)力很弱，很長(zhǎng)一段時(shí)間不會(huì)有什么希望。
飛輪電池性能優(yōu)異，但是價(jià)格昂貴，如果能找到大幅度降低成本的辦法，飛輪電池是最適合電動(dòng)車的，可惜目前還沒(méi)有找到的跡象。這就決定未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間，飛輪電池只能出現(xiàn)在一些超高價(jià)的豪華車和超跑上。
鋰電池從發(fā)明以來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化的擴(kuò)充，每年都有小幅度的降價(jià)和容量提升。
特斯拉在2012年以后火爆，并不是特斯拉的技術(shù)領(lǐng)先多少，日本在2005年就開(kāi)發(fā)出來(lái)了性能比特斯拉Model S更優(yōu)異的Eliica，但是當(dāng)時(shí)鋰電池的高昂價(jià)格注定這個(gè)產(chǎn)品只是試驗(yàn)品。
比亞迪正在開(kāi)發(fā)性能不遜色于特斯拉Model S的E9，而做為電動(dòng)車和燃油車過(guò)度的插電混合動(dòng)力車，比亞迪秦馬上上市，寶馬混合動(dòng)力的i3、i8都要上市，保時(shí)捷918也已經(jīng)預(yù)訂。這背后就是2013年鋰電池的價(jià)格已經(jīng)降低到一個(gè)可以接受的范圍。
